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FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

a) b)



a) Interferenz zweier Wellen auf der Wasseroberfläche, b) Interferenz zweier Materiewellen in Form von
Bose-Einstein-Kondensaten, c) Während der Explosion eines dipolaren Bose-Einstein-Kondensates bildet
sich eine außergewöhnliche Struktur aus.

und regelmäßige Muster auf der Wasseroberfläche erzeugen, wenn man zwei Steine
nebeneinander ins Wasser wirft. Je kälter man nun die Atome macht, desto größer
werden ihre „Unschärfebereiche“. Für unsere ultrakalten Atome hat dies weit rei-
chende Folgen. Wenn wir in unseren Experimenten ein Gas so kalt machen, dass die
Unschärfebereiche der Atome überlappen, sie also größer werden als ihr durch-
schnittlicher Abstand, dann kann man die Atome, sofern sie auch ansonsten identisch
sind, nicht einmal mehr anhand ihres Aufenthaltsortes unterscheiden. Das führt dazu,
dass Materie in dieser Situation einen neuen Aggregatzustand einnimmt, der schon
1925 von Bose und Einstein vorausgesagt, aber erst 1995 experimentell nachgewie-
sen wurde: das sogenannte Bose-Einstein-Kondensat. So ein Kondensat ist eine ein-
zige Materiewelle, so groß wie die gesamte ultrakalte Atomwolke. In unseren Expe-
rimenten sind das mehrere Mikrometer, was auf atomaren Längenskalen riesig
erscheint. Die Wellenlänge dieser Materiewelle ist so groß, dass die Interferenz-
muster, die oben schon erwähnt wurden, mit optischen Mitteln aufgelöst und foto-
grafiert werden können. Abbildung b) zeigt das Bild, das entsteht, wenn wir zwei
Bose-Einstein-Kondensate nebeneinander bringen und so fallen und expandieren
lassen, dass sich ihre Materiewellen überschneiden. In dem Moment machen wir
dann ein Foto der beiden Wolken. Sehr schön kann man dann die Interferenzstrei-
fen erkennen.